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赵东明
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- 所属机构:华中科技大学同济医学院
- 所在地区:湖北省 武汉市
- 研究方向:医药卫生
- 发文基金:国家自然科学基金
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- 黄珊珊赵东明
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- 目的研究15Hz 1 mT的正弦波电磁场对大鼠骨髓间充质干细胞（MSCs）的细胞外信号调节激酶（ERK）和丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）p38的激活规律及相互作用特点，探讨ERK和p38MAPK信号通路在电磁场促成骨效应中的作用。方法选取第3代体外分离培养的大鼠骨髓间充质干细胞，分为对照组、曝磁组、曝磁＋PD98059组和曝磁＋SB202190组四个大组。曝磁组细胞置于带有电磁发生器的培养箱中培养，曝磁＋PD98059组和曝磁＋SB202190组细胞分别加入ERK信号通路阻断剂PD98059和p38MAPK信号通路阻断剂SB202190后再置入带有电磁发生器的培养箱中培养，对照组细胞正常培养。用免疫印迹（Western blot）法检测ERK和p38 MAPK的蛋白表达及磷酸化水平变化。按照细胞碱性磷酸酶（ALP）试剂盒说明书操作步骤对各组细胞ALP活性进行检测，其活性变化可间接反映细胞的分化成骨活性；用噻唑蓝比色法检测各组细胞的增殖活性变化。结果①电磁场作用下，骨髓间充质干细胞内p38 MAPK信号通路可被快速激活，曝磁15min后出现p38磷酸化水平升高（P〈0．05）；加用SB202190后，再行电磁场刺激，细胞内p38磷酸化水平仍然维持在较低水平，与曝磁组比较，差异有统计学意义（P〈0．05）。②与对照组比较，曝磁5d后细胞内ALP活性显著升高（P〈0．05），SB202190可明显阻断该效应（JP〈0．05）。③与对照组比较，曝磁3d后骨髓间充质干细胞的增殖活性明显升高（P〈0．05），SB202190不能阻断该效应（曝磁＋SB202190组与曝磁组比较，P〉0．05）。④SB202190阻断p38 MAPK信号通路并曝磁5min后，ERK MAPK磷酸化水平明显强化（P〈0．05）；PD98059阻断ERK MAPK信号通路并曝磁30min后，p38 MAPK磷酸化水平明显强化（P〈0．05）。结论ERK和p38 MAPK信号通路分别参与了电磁场对骨髓间充质干细胞增殖和分化成骨过程的调节，�
- 朱波吴华黄珊珊赵东明
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- 目的观察周期性牵张应力对儿童骨髓间充质干细胞(MSCs)体外增殖活性与向成骨分化的影响。方法分离并培养儿童骨髓间充质干细胞,利用体外装置对3～6代细胞加载不同大小的牵张应力,相差显微镜观察细胞形态分布的变化,分别用细胞计数法、四甲基偶氮唑(MTT)和流式细胞仪检测细胞增殖、细胞周期及凋亡情况,同时检测碱性磷酸酶(ALP),骨钙素(OC)的活性。结果牵张应力干预MSCs后,细胞形态变长,沿受力环切线方向规则排列,细胞增殖能力增强,细胞周期比例改变,增殖指数增大,细胞凋亡则没有明显差别,ALP、OC的活性显著增强。结论适当的周期性牵张应力可以提高MSCs的增殖能力并促使细胞向成骨分化。
- 邵景范黎润光魏明发杨小进陈超王子民赵东明洪振亚
- 关键词：间质干细胞细胞分化
- 脉冲电磁场对骨髓间充质干细胞成骨成脂肪分化的影响被引量：6
- 2007年
- 目的研究15 Hz、1mT脉冲电磁场对骨髓间充质干细胞向成骨、成脂肪分化的影响。方法体外培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,取第3代细胞,用15 Hz、1 mT脉冲电磁场刺激,按照碱性磷酸酶(ALP)检测试剂盒说明书步骤检测ALP活性,用半定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测骨髓间充质干细胞成骨、成脂肪指标的表达,油红0染色观察其成脂肪诱导分化情况。结果15 Hz、1mT脉冲电磁场明显促进骨髓间充质干细胞ALP活性(P<0.01)以及成骨蛋白(骨钙蛋白、骨桥蛋白)的mRNA表达;抑制脂肪素、脂肪细胞结合蛋白2(AP-2)等成脂肪转录因子的表达,抑制骨髓间充质干细胞向成脂肪分化。结论15 Hz、1 mT脉冲电磁场可促进骨髓间充质干细胞向成骨分化,抑制其向成脂肪分化。
- 杨勇吴华赵东明赵文春黎润光
- 关键词：脉冲电磁场骨钙蛋白骨桥蛋白
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- 2008年
- 背景:已证实电磁场可通过cAMP-蛋白激酶A信号转导系统调控骨髓间充质干细胞的增殖与分化,但同样作为第二信使的Ca2+相关作用报道较少。目的:观察钙拮抗剂维拉帕米对电磁场刺激骨髓间充质干细胞增殖与分化的影响,以推断Ca2+在此过程中的内流变化。设计、时间及地点:电刺激细胞学体外观察,于2005-04/06在同济医院矫形外科实验室完成。材料:清洁级4~5周龄SD大鼠6只,维拉帕米为Sigma公司产品,Helmholtz线圈式磁场发生器由海军工程大学电机系设计制造。方法:贴壁法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,胰蛋白酶消化传代。取生长良好的第4代细胞,调节密度至1×107L-1,将其分种于4块96孔板内,200μL/孔。正常对照组不进行任何干预;暴磁组接种第2天将细胞放于置有Helmholtz线圈式磁场发生器的37℃、体积分数为0.05的CO2饱和湿度细胞培养箱中进行暴磁,磁场强度0.8mT,频率50Hz,每次暴磁30min,间隔12h,共6次;维拉帕米组加入20μmol/L维拉帕米;联合组加入20μmol/L维拉帕米后进行暴磁。主要观察指标:MTT法检测细胞增殖活性,向成骨细胞分化碱性磷酸酶的含量,改良Gomori氏钙钴法染色定性观察。结果:暴磁3d后,与正常对照组比较,暴磁组细胞增殖活性明显升高(P<0.01),加入维拉帕米进行药物干预后这种促细胞增殖效应消失。未经暴磁的正常对照组、维拉帕米组细胞碱性磷酸酶含量基本相似,均明显高于其余2组(P<0.01);联合组细胞碱性磷酸酶含量高于暴磁组(P<0.01)。碱性磷酸酶染色定性分析结果与上述数据基本一致。结论:在50Hz、0.8mT电磁场作用下,骨髓间充质干细胞Ca2+内流发生变化,且该变化在骨髓间充质干细胞向成骨方向分化过程中产生部分抑制作用,在促其增殖过程中起主导作用。
- 杨国华吴华赵东明刘伟军
- 关键词：骨髓间充质干细胞电磁场碱性磷酸酶维拉帕米
- 机械牵张应力对骨髓基质干细胞氧自由基系统的影响被引量：3
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- 目的观察不同强度的周期性机械牵张应力对骨髓基质干细胞（BMSCs）氧自由基系统的影响。方法建立体外细胞周期性机械牵张应力加载装置，取材原代培养BMSCs，并进行细胞多向分化潜能检测，取3-5代细胞加载不同强度的应力（正弦波形，1Hz），干预后用二氯荧光素双醋酸盐免疫发光标志法上流式细胞仪检测活性氧（ROS）活性，取细胞悬液超声裂解后分别用黄嘌呤氧化酶法和硫代巴比妥酸法检测超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）含量。结果高强度的机械应力（〉12％）可导致BMSCs的ROS活性增强、SOD表达下降、MDA含量增高，并且与作用时间呈依赖关系，其中实验组24％的高强度应力干预BMSCs 48h后，ROS的标志荧光强度（55．82±2．82）为对照组（4．51±1．64）的12．4倍，SOD活性[（5．77±0.68）μ／mL]较对照组[（27．00±1．65）μ／mL]降低约4／5，MDA含量[（4．47±0．18）μmol／mL]较对照组[（1.39±0．15）μmol／mL]增加3倍多。结论高强度（〉12％）的机械应力可导致BMSCs氧自由基系统平衡失调，对细胞有较大的毒性作用，过大的强度应力不利于骨骼生长，对于机械应力的临床应用有指导意义。
- 黎润光邵景范魏明发熊洋莉宣晓琪吴晓娟杨小进赵东明杨勇
- 关键词：干细胞骨髓活性氧超氧化物歧化酶丙二醛
- 电磁场刺激对骨髓间充质干细胞即刻早期基因表达的影响被引量：4
- 2008年
- 背景:细胞受刺激后即刻早期基因在细胞核内快速表达,其编码的核蛋白作为反式作用因子,通过激活某些基因的转录而调控细胞的增殖、分化等生物学行为。目的:观察电磁场刺激对大鼠骨髓间充质干细胞c-fos、c-myc和c-jun即刻早期基因表达的影响。设计、时间及地点:电刺激干预的体外细胞学观察,于2006-10/2007-01在同济医院矫形外科实验室完成。材料:清洁级健康Sprague-Dawley大鼠6只,由华中科技大学同济医学院动物实验中心提供。电磁场发生器由海军工程大学电机系设计制造。方法:贴壁筛选法体外分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,传至第4代按2×103个/孔接种,每孔均加入200μL含10%胎牛血清的DMEM-F12培养基,分为2组,对照组细胞置于普通培养箱中培养3d,暴磁组在培养箱中安装电磁场发生器,频率50Hz、强度1mT的正弦波,每次刺激30min,间隔11.5h,2次/d,共刺激5d。主要观察指标:MTT法检测细胞增殖活性,考马斯亮蓝法测定细胞碱性磷酸酶活性,RT-PCR检测即刻早期基因的表达。结果:电磁场刺激3d后,暴磁组MTT产物吸光度值明显高于对照组(P<0.01);电磁场刺激5d后,暴磁组细胞碱性磷酸酶活性明显高于对照组(P<0.01)。与对照组比较,暴磁组c-fos和c-myc基因表达均有不同水平的上调(P<0.01),c-jun基因无明显变化。结论:电磁场刺激可上调骨髓间充质干细胞中c-fos和c-myc即刻早期基因的表达,可能通过该途径来促进骨髓间充质干细胞的增殖活性,诱导其向成骨细胞分化。
- 赵东明吴华祝文涛杨勇陶超雄陈超
- 关键词：电磁场骨髓间充质干细胞即刻早期基因增殖分化
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- 随着年龄增加,退变性腰椎管狭窄（degenerative lumbar spinal stenosis,DLSS）的发病率逐渐升高,其典型症状为神经源性间接性跛行。在美国超过65岁的人群中,DLSS是腰椎手术最重要的原因之一。症状较轻的DLSS患者可行保守治疗,对于症状较重的患者,腰椎减压融合术被认为是治疗的＂金标准＂。
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- 体外培养大鼠骨髓间充质干细胞成骨基因表达谱的检测被引量：3
- 2008年
- 目的:探讨体外培养大鼠骨髓间充质干细胞(MSC)成骨相关基因的表达谱,明确体外培养大鼠骨髓MSC的成骨潜能。方法:体外培养SD大鼠骨髓MSC,取第3代细胞提取总核糖核酸(RNA),制备杂交探针,并运用SuperArray公司提供的大鼠Oligo GEArray骨再生基因芯片(每张芯片可测113种基因)进行杂交,化学发光检测,通过X线胶片或台式扫描获得化学发光的芯片图像,使用网上提供的综合型GEArry表达分析配套软件(GEArryExpression Analysis Suite)进行完整的芯片数据分析。结果:检测体外培养大鼠骨髓MSC的113种成骨相关的基因,其中有31种基因表达强度较低,45种基因呈中等强度表达,37种基因表达强度较高。结论:体外培养大鼠骨髓MSC具有部分成骨细胞基因表型特征,但成熟成骨细胞的特征基因表达量较低,提示大鼠MSC是具有较强成骨细胞分化潜能的成纤维样细胞。
- 赵东明吴华杨勇黄飞赵文春黄珊珊
- 关键词：骨髓间充质干细胞
- 脊髓损伤后早期应用FK506抑制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3表达及细胞凋亡的实验研究被引量：1
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- 目的:观察FK506对脊髓损伤大鼠后肢运动功能及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)表达和细胞凋亡的影响。方法:成年雄性Wistar大鼠60只,采用Allen′s法建立脊髓损伤模型后,随机分为应用FK506治疗组(n=30)和应用生理盐水对照组(n=30),于伤后不同时间点取材,行苏木精-伊红(HE)染色观察损伤脊髓组织病理变化,免疫组织化学染色检测caspase-3的表达,原位末端标记法(TUNEL)检测神经细胞凋亡,同时以BBB评分法评价后肢运动功能恢复情况。结果:HE染色显示治疗组脊髓组织病理学改变明显轻于对照组;治疗组和对照组均存在caspase-3的表达和神经细胞凋亡,两者都于伤后24h达高峰,但治疗组较对照组明显减少(P<0.01,P<0.05);治疗组后肢运动功能评分显著优于对照组(P<0.05)。结论:FK506能抑制脊髓损伤后caspase-3的表达和神经细胞凋亡,从而减轻继发性损害,促进脊髓功能恢复。
- 潘峰陈安民郭风劲祝成亮陶凤华赵东明
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